ในปี  1895 หลังจากทอมสันได้ค้นพบอิเลคตรอน(จากการหาค่าประจุต่อมวลของอนุภาคในรังสีแคโทด) และเชื่อว่าอะตอมแบ่งแยกได้ โดยมีอิเลคตรอน เป็นส่วนประกอบหนึ่งของอะตอม  ทอมสันจึงสร้างแบบจำลองอะตอม ซึ่งแบบจำลองอะตอมของทอมสันจะมีลักษณะดังนี้
1. อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม
2. เนื้ออะตอมส่วนใหญ่จะเป็นประจุไฟฟ้าบวกและมีประจุลบกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอ
3. ภาวะปกติอะตอมจะเป็นกลางทางไฟฟ้า(มีประจุไฟฟ้าบวกเท่ากับประจุไฟฟ้าลบ)
4. ภาวะปกติอิเลคตรอนจะอยู่นิ่งในอะตอม

พิจารณาภาพต่อไปนี้ แสดงผลการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด

แบบจำลองนี้ได้มาจากการทดลองยิงอนุภาคแอลฟ่าเข้าไปยังแผ่นโลหะที่บางมากๆ สังเกตการกระเจิงของอนุภาคแอลฟ่า
จากการทดลองพบว่า
**อนุภาคแอลฟ่าส่วนใหญ่ทะลุผ่านแผ่นโลหะไปตรง ๆ โดยไม่ทำให้แผ่นโลหะเป็นรู
มีเพียงบางส่วนที่เบี่ยงเบนไปจากแนวเดิมเป็นมุมต่าง ๆ กัน และสะท้อนกลับทางเดิมก็มี

แสดงอนุภาคส่วนใหญ่ทะลุผ่านไปตรง ๆ

แสดงอนุภาคแอลฟาที่เบี่ยงเบนไปจากเดิม

ผลจากการทดลองทำให้สร้างรูปร่างของอะตอมที่ควรจะเป็นได้
ถ้าอะตอมเป็นแบบที่ทอมสันคิดไว้(แต่ละบริเวณภายในอะตอมจะมีสิทธิเป็นศูนย์เพราะประจุบวกกับลบกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอ)จะไม่สามารถทำให้อนุภาคแอลฟาเบี่ยงเบนไปจากเดิมเป็นมุมโต ๆ ได้ และโอกาสที่สะท้อนกลับทางเดิมคงไม่มี (ดังรูป)

นั่นแสดงว่าการที่อนุภาคแอลฟาเบี่ยงเบนไปจากแนวเดิม หรือสะท้อนกลับทางเดิมได้แสดงว่าต้องมีแรงผลัก
แล้วแรงผลักนี้มาจากใหน ? และต้องมีค่ามากพอที่ทำให้อนุภาคแอลฟาสะท้อนกลับทางเดิมได้
จากการวิเคราะห์ผลการทดลองพบว่า แรงผลักน่าจะเกิดจากแรงระหว่างประจุไฟ้าของอนุภาคแอลฟาและนิวเคลียส
และการที่อนุภาคแอลฟาทะลุผ่านไปตรง ๆ แสดงว่าภายในอะตอมส่วนใหญ่จะเป็นที่ว่าง
เมื่ออนุภาคแอลฟาวิ่งเข้าใกล้นิวเคลียสก็จะมีแรงผลักทำให้อนุภาคแอลฟาเบี่ยงเบนไปจากแนวเดิม
การที่อนุภาคแอลฟาสะท้อนกลับทางเดิมได้ทั้งนี้เพราะอนุภาคแอลฟาวิ่งเข้าหานิวเคลียสในแนวผ่านจุดศูนย์กลางมวล
จึงทำให้อนุภาคแอลฟาเคลื่อนที่ช้าลง ๆ จนหยุดแล้วจะถูกผลักให้สะท้อนกลับทางเดิม (ดังรูป)

จากข้อมูลที่ได้จากการทดลองเมื่อวิเคราะห์จะได้อะตอมมีลักษณะรูปร่างดังรูป

• อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม และภายในอะตอมส่วนใหญืจะเป็นที่ว่าง
• เนื้ออะตอมส่วนใหญ่จะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก และรวมกันเป็นปริมาตรเล็ก ๆ อยู่ที่จุดศูนย์กลางของอะตอม เรียกว่านิวเคลียส
  
• อิเลคตรอนจะโคจรอยู่รอบ ๆ นิวเคลียส (ระยะระหว่างนิวเคลียสกับอิเลคตรอนจะเป็นที่ว่าง)
• ในสภาวะปกติอะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า คือประจุของนิวเคลียสเท่ากับประจุของอิเลคตรอน

ข้อบกพร่อง ของแบบจำลองอะตอมตามทัศนะของรัทเทอร์ฟอร์ด
1. ไม่สามารถอธิบายได้ว่าอิเลคตรอนโคจรอยู่รอบ ๆ นิวเคลียสได้อย่างไร ทั้ง ๆ ที่ถูกดูดโดยนิวเคลียส
2. อธิบายไม่ได้ว่า ทำไมการที่อิเลคตรอนโคจรรอบนิวเคลียสเป็นส่วนโค้งของวงกลม แสดงว่าอิเลคตรอน จะต้องมีความเร่งในทิศสู่ศูนย์กลาง ซึ่งตามทฤษฎีของแม็กเวลซ์ถ้าอิเลคตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร่งจะปล่อย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาจากตัวเอง ทำให้พลังงานของอิเลคตรอนลดลง และเมื่อพลังงานของอิเลคตรอนลดลง แสดงว่าวงโคจรของอิเลคตรอนจะต้องลดลงด้วย และตามหลักดังกล่าวจะทำให้รัศมีวงโคจรของอิเลคตรอนลดลงเรื่อย ๆ ในที่สุด จะถูกดูดโดยนิวเคลียส
3. ไม่สามารถอธิบายได้ว่าประจุบวกรวมตัวกันเป็นปริมาตรเล็ก ๆ อยู่ที่แกนกลางของอะตอมได้อย่างไร ทั้ง ๆ ที่ประจุบวกมีแรงผลักทางคูลอบ์มซึ่งกันและกัน
4. แบบจำลองไม่ได้อธิบายการจัดเรียงตัวของอิเลคตรอนในอะตอมว่าอิเลคตรอนมีการจัดเรียงตัวกันอย่างไร ในกรณีที่มีอิเลคตรอนหลาย ๆ ตัว

กลับสูเมนูอิเลคตรอนและโครงสร้างอะตอม